2022-2023學(xué)年福建省福州市高一年級下冊期末物理試卷附答案解析

2022-2023學(xué)年福建省福州市高一下期末物理試卷

一、單選題（共5題，每題4分，共20分）

1.（4分）下列關(guān)于幾幅書本插圖的說法中錯誤的是（）

A.甲圖中，牛頓測定引力常量的實驗運用了放大法測微小量

B.乙圖中，研究小船渡河問題時，主要運用了等效法

C.丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時運用了控制變量法

D.丁圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對外輪緣會有擠壓作用

2.（4分）如圖，我國“天宮”空間站位于距地面約400km高的近地軌道，是我國宇航員進(jìn)

行太空工作和生活的場所；而同樣也是我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由5顆同步

衛(wèi)星、30顆非靜止軌道衛(wèi)星和備用衛(wèi)星組成，其廣泛應(yīng)用于三維衛(wèi)星定位與通信。若上

述的空間站和北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星均在各自軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下面說法正確

的是（）

A.“天宮”空間站的運行速度小于北斗同步衛(wèi)星的運行速度

B.“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為不受重力

C.所有的同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的

D.若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中點火加速了，它將靠近地球

3.（4分）游戲是父子之間進(jìn)行有效交流的方式之一，通過游戲的形式，能增進(jìn)父子間的情

感交流，同時父親在游戲中的機智表現(xiàn)又能促使幼兒的心智和情感得到進(jìn)一步的發(fā)展。

如圖甲爸爸抓住孩子的雙手，使孩子離開地面做圓周運動，可以簡化為一長為L的細(xì)線，

拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的模型，如

圖乙所示。當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角為a時，下列說法正確的是（）

A.小球質(zhì)量越大向心加速度越大

B.小球質(zhì)量越大角速度越大

C.擺線L越長周期越大

D.擺線L越長線速度小

4.（4分）如圖所示，將一個小球（可視為質(zhì)點）從半球形坑的邊緣A以速度vo沿直徑方

向水平拋出，落在坑壁某點B,忽略空氣阻力。對A到B過程說法中正確的是（）

A.vo越大，小球運動時間越長

B.vo越大，小球運動位移越大

C.vo越大，小球運動加速度越大

D.vo取適當(dāng)值，小球可能垂直坑壁落入坑中

5.（4分）如圖所示，為某轎車五擋手動變速器，下表列出了某種型號轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)：

長/mmX寬/mmX高/mm4871X1835X1460

凈重/kg1500

傳動系統(tǒng)前輪驅(qū)動與五擋變速

發(fā)動機類型直列4缸

發(fā)動機排量（L）2.2

最高時速（km/h）252

0~108km/h的加速時間（s）20

額定功率（kW）140

轎車中有用于改變車速的排擋，手推變速桿可達(dá)到不同擋位，可獲得不同的運行速度,

若從一擋到五擋速度逐漸增大，下列說法中正確的是（）

A.若該車要以最大動力上坡，變速桿應(yīng)推至五擋

B.當(dāng)該車在水平路面上以額定功率和最高速度運行時，轎車的牽引力為3000N

10

C.若該車在水平路面上以額定功率行駛，則當(dāng)速度v=72km/h時加速度為l~m/s2

D.若把0?108km/h的加速過程視為勻加速直線運動，則此過程中轎車的加速度為2m/s2

二、多選題（共4題，每題5分，共24分）

（多選）6.（5分）用牙簽和圓形硬紙板制作一個紙板陀螺，在紙板邊緣滴上墨水，將陀螺

放在白紙上，旋轉(zhuǎn)陀螺使墨水飛出，觀察墨水在白紙上留下的徑跡，可以得知（）

A.曲線運動的速度方向是不變的，物體瞬時速度的方向沿各點切線方向

B.曲線運動的速度方向是不斷改變的，物體瞬時速度的方向沿各點切線方向

C.曲線運動的速度方向是不變的，物體速度的方向是沿順時針或逆時針的

D.曲線運動的速度方向是不斷改變的，曲線運動是變速運動

（多選）7.（5分）雙人皮劃艇決賽中，假設(shè)在一段平直的河道中水流速度為vo,皮劃艇在

靜水中的速度為v,河道寬為d,運動員劃動皮劃艇過河，則下列說法正確的是（）

A.調(diào)整皮劃艇船頭方向，一定能夠到達(dá)河的正對面

B.皮劃艇船頭對著正對岸時，過河時間最短

C.若水流速度增大，則皮劃艇過河最短時間不變

D.若皮劃艇能到達(dá)河正對面，則皮劃艇過河時間為一廣^_

（多選）8.（5分）2023年3月30日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭,

成功將宏圖一號01組衛(wèi)星發(fā)射升空，并進(jìn)入預(yù)定的極地軌道做勻速圓周運動。它是由“一

顆主星+三顆輔星”構(gòu)成的衛(wèi)星組，猶如在太空中飛行的車輪。已知宏圖一號衛(wèi)星組的運

行軌道距離地面的高度為h（約為530km）,地球半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,地球極地表

面的重力加速度為g,衛(wèi)星組經(jīng)過赤道上空的時候，攜帶的攝像機都可以對赤道進(jìn)行一次

拍攝。則下列正確的有（）

A.地球的第一宇宙速度為阿

B.宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的周期為T

C.宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的速度等于7.9km/s

D.要使攝像機在1天的時間內(nèi)將整個赤道拍攝下來，則每次拍攝赤道的長度至少為

2n2l（h+R）3

~「g

（多選）9.（5分）如圖甲所示，在公元1267?1273年聞名于世的“襄陽炮”其實是一種

大型拋石機。將石塊放在長臂一端的石袋中，在短臂端掛上重物M。發(fā)射前將長臂端往

下拉至地面，然后突然松開，石袋中的石塊過最高點時就被拋出?，F(xiàn)將其簡化為圖乙所

示。將一質(zhì)量m=50kg的可視為質(zhì)點的石塊裝在長L=10m的長臂末端的石袋中，初始

時長臂與水平面的夾角a=30°,松開后，長臂轉(zhuǎn)至豎直位置時，石塊被水平拋出，落

在水平地面上。測得石塊落地點與O點的水平距離s=30m,忽略長臂、短臂和石袋的質(zhì)

量，不計空氣阻力和所有摩擦，g=10m/s2,下列說法正確的是（）

以物

A.石塊水平拋出時的初速度為lOWni/s

B.重物M重力勢能的減少量等于石塊m機械能的增加量

C.石塊從A到最高點的過程中，石袋對石塊做功15OOOJ

D.石塊圓周運動至最高點時，石袋對石塊的作用力大小為5OON

三、填空題（每空2分，共8分）

10.（4分）如圖所示，小立同學(xué)使用扳手更換家里的水龍頭，當(dāng)用扳手?jǐn)Q水龍頭旋轉(zhuǎn)時,

扳手上A、B兩點的角速度分別3A和3B,線速度大小分別為VA和VB,則3A3B,

VAVB（填“>”、“=”或“<。

A點B點

11.（4分）“雙星系統(tǒng)”由相距較近的星球組成，每個星球的半徑均遠(yuǎn)小于兩者之間的距離，

而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體，它們在彼此的萬有引力作用下，繞某一點。做勻速圓

周運動。如圖所示，若兩顆星的質(zhì)量分別為mA和niB,它們之間的距離為L,萬有引力

常量為G,則A星圓周運動的向心力為；A、B兩顆星的線速

度大小關(guān)系為VAVB（填“大于”、“等于”或“小于”）。

At…―t……§……rB

四、實驗題（共2題，共13分）

12.（6分）如圖一所示為利用頻閃照相機研究物體的平拋運動規(guī)律，圖乙中坐標(biāo)紙每個正

方形小格的邊長為5cm，小球的質(zhì)量為20g,取g=10m/s2。

（1）頻閃照相機的周期為So

（2）小球的初速度為m/s（保留2位有效數(shù)字）。

（3）小球從A點運動到C點，動能增加了多少J（保留2位有效數(shù)字）。

13.（10分）某同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”頭驗。

（1）如圖中A、B、C、D、E是部分實驗器材，該同學(xué)需選用的器材有；（用

字母表示）

（2）小明選擇一條較為滿意的紙帶如圖所示。以0為計時起點，選取紙帶上連續(xù)點A、

B、C-,測出0到A、B、C…的距離分別為hi、h2、h3…。選擇A、C兩點計算出打下

B點時速度vBo通過比較重力勢能減少量AEp=mgh2和動能增加量詣是否相

等來驗證機械能守恒。你認(rèn)為小明分析論證的方法是（選填“正確”或“錯

誤”）的，理由是。

OABC

訕1曲|川而|叩|||而piilii叩i加inpnilii叩而川pni|ii叩川1所|川|||叩ni|ini|iiii|iiiipn

01cm2345678910H12

五、計算題

14.（9分）宇航員在半徑為R的某星球表面將一小鋼球以vo的初速度豎直向上拋出，測得

小鋼球上升的最大高度為h。不計空氣阻力，忽略該星球的自轉(zhuǎn)，R遠(yuǎn)大于h,該星球為

密度均勻的球體，引力常量為G。求:

（1）該星球表面的重力加速度g的大??；

（2）該星球的質(zhì)量M；

（3）該星球的密度p。

15.（12分）游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，游客卻不會掉下來，我們把

這種情形抽象為如圖所示的模型。水平軌道AB的右端B與半徑為R=0.4m的圓軌道相

接，圓軌道向右出口與一水平導(dǎo)軌BD連接。一個可以視為質(zhì)點的玩具過山車且質(zhì)量m

=0.2kg,從水平軌道左端A以額定功率P=1W由靜止啟動，沿著水平軌道運動到B點

關(guān)閉電動機，恰好能通過豎直圓軌道的最高點C,最后滑上水平導(dǎo)軌BDo所有摩擦不計，

軌道連接處無能量損失，重力加速度g取lOm/s?。求：

（1）玩具過山車通過C點時的速度大小vc；

（2）玩具過山車運動到豎直圓軌道最低點B時對軌道壓力的大??；

（3）玩具過山車從A運動到B的時間。

C

二...小...

~777777777777777777777777777777^77/777777777777777777777777

ABD

16.（15分）如圖所示為一種打彈珠的游戲裝置，高度h=0.4m的豎直細(xì)管AB連接半徑r

=0.45m的四分之一圓弧管形軌道BC。細(xì)管底部有一豎直輕彈簧，其長度遠(yuǎn)小于豎直細(xì)

管的長度，管自身粗細(xì)對半徑的影響可忽略不計?，F(xiàn)拉動拉桿壓縮彈簧，再釋放拉桿，

將一質(zhì)量m=0.02kg的小球彈出，小球彈出后從管口至D點，BD在同一水平線上，落

點距管口C的水平距離x=0.6m。小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力和一切摩擦，重力加

速度g取10m/s2o求：

（1）小球從管口C飛出時的速度大??；

（2）拉桿做的功；

（3）若x=0.6m固定不變，圓弧軌道半徑可調(diào)，拉桿做功的最小值。

拉桿

2022-2023學(xué)年福建省福州市高一下期末物理試卷

參考答案與試題解析

一、單選題（共5題，每題4分，共20分）

1.（4分）下列關(guān)于幾幅書本插圖的說法中錯誤的是（）

A.甲圖中，牛頓測定引力常量的實驗運用了放大法測微小量

B.乙圖中，研究小船渡河問題時，主要運用了等效法

C.丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時運用了控制變量法

D.丁圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對外輪緣會有擠壓作用

【解答】解：A.甲圖中，卡文迪許測定引力常量的實驗運用了放大法測微小量，故A錯

誤；

B.乙圖中，研究小船渡河問題時，主要運用了等效法，故B正確；

C.丙圖中，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系時運用了控制變量法，

故C正確；

D.丁圖中，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，需要的向心力較大，火車車輪會擠壓外軌道，

所以外軌對外輪緣會有擠壓作用，故D正確。

本題選錯誤的，故選：A。

2.（4分）如圖，我國“天宮”空間站位于距地面約400km高的近地軌道，是我國宇航員進(jìn)

行太空工作和生活的場所；而同樣也是我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由5顆同步

衛(wèi)星、30顆非靜止軌道衛(wèi)星和備用衛(wèi)星組成，其廣泛應(yīng)用于三維衛(wèi)星定位與通信。若上

述的空間站和北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星均在各自軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下面說法正確

的是（）

A.“天宮”空間站的運行速度小于北斗同步衛(wèi)星的運行速度

B.“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為不受重力

C.所有的同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的

D.若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中點火加速了，它將靠近地球

【解答】解：A、由萬有引力提供向心力有：半=m—,解得：v=傍，“天宮”空

間站位于距地面約400km高的近地軌道，其軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，所

以“天宮”空間站的運行速度大于北斗同步衛(wèi)星的運行速度，故A錯誤；

B、“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為所受重力完全提供向心力，仍受重力

作用，故B錯誤；

GMTTI47r2

C、所有的同步衛(wèi)星周期相同，根據(jù)萬有引力提供向心力可得：^=mr=,解得：

戶=祟.72,所以所有的同步衛(wèi)星軌道半徑相同、離地球表面的高度都是一定的，故C

正確；

D、若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中速度變大了，所需要的向心力大于萬有引力，它將做離心

運動，所以它將遠(yuǎn)離地球，故D錯誤。

故選：Co

3.（4分）游戲是父子之間進(jìn)行有效交流的方式之一，通過游戲的形式，能增進(jìn)父子間的情

感交流，同時父親在游戲中的機智表現(xiàn)又能促使幼兒的心智和情感得到進(jìn)一步的發(fā)展。

如圖甲爸爸抓住孩子的雙手,使孩子離開地面做圓周運動，可以簡化為一長為L的細(xì)線，

拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于。點，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的模型，如

圖乙所示。當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角為a時，下列說法正確的是（）

A.小球質(zhì)量越大向心加速度越大

B.小球質(zhì)量越大角速度越大

C.擺線L越長周期越大

D.擺線L越長線速度小

2

【解答】解：對小球受力分析，根據(jù)合力提供向心力有：mgtana=man=m（oLsina=

47r2.v2

m-^Lsina=mT^

解得an=gtana,co=T=2nv=JgLsinatana

所以向心加速度、角速度與小球質(zhì)量無關(guān)；擺線L越長，周期越大，線速度越大。

故C正確，ABD錯誤；

故選：Co

4.（4分）如圖所示，將一個小球（可視為質(zhì)點）從半球形坑的邊緣A以速度vo沿直徑方

向水平拋出，落在坑壁某點B,忽略空氣阻力。對A到B過程說法中正確的是（）

修。

A.vo越大，小球運動時間越長

B.vo越大，小球運動位移越大

C.vo越大，小球運動加速度越大

D.vo取適當(dāng)值，小球可能垂直坑壁落入坑中

【解答】解：A.根據(jù)題意可知，小球做平拋運動，豎直方向上小球做自由落體運動，有

h=2自產(chǎn)

解得t=件

N9

可知，當(dāng)小球落在圓心正下方時，運動時間最長為加=聘

水平方向上有R=votm

解得見=楞

即當(dāng)小球以律拋出時，運動時間最長；

若初速度"0＞度，則V0越大，小球運動時間越短；

若初速度悟,則V0越大，小球運動時間越長，故A錯誤；

B.根據(jù)題意，設(shè)落地時位移與水平方向的夾角為0,則有tcm。=碧

由A分析可知，當(dāng)小球的初速度大于脛時，小球落在半圓的右半邊，當(dāng)小球小于初速

度小于修時，小球落在半圓的左半邊，落在右半邊時的位移大于落在左半邊時的位移，

當(dāng)小球的初速度大于度時，隨著初速度的增大，時間越短，則tan。越小，即位移與水

平方向夾角越小，由幾何關(guān)系可知，位移越大；小球落在半圓的左半邊時，速度越大運

動的時間越長，所以位移越大。綜上所述，vo越大，小球運動位移越大，故B正確；

C.根據(jù)題意可知，小球做平拋運動，加速度為重力加速度，大小與初速度無關(guān)，故C

錯誤；

D.根據(jù)平拋運動速度的反向延長線交水平位移的中點，知小球甲的速度方向不會沿半徑

方向，也就不可能垂直坑壁落入坑中，故D錯誤。

故選：Bo

5.（4分）如圖所示，為某轎車五擋手動變速器，下表列出了某種型號轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù):

長/mmX寬/mmX高/mm4871X1835X1460

凈重/kg1500

傳動系統(tǒng)前輪驅(qū)動與五擋變速

發(fā)動機類型直列4缸

發(fā)動機排量（L）2.2

最高時速（km/h）252

0?108km/h的加速時間（s）20

額定功率（kW）140

轎車中有用于改變車速的排擋，手推變速桿可達(dá)到不同擋位，可獲得不同的運行速度,

若從一擋到五擋速度逐漸增大，下列說法中正確的是（）

A.若該車要以最大動力上坡，變速桿應(yīng)推至五擋

B.當(dāng)該車在水平路面上以額定功率和最高速度運行時，轎車的牽引力為3000N

10

C.若該車在水平路面上以額定功率行駛，則當(dāng)速度v=72km/h時加速度為W~m/s2

D.若把0?108km/h的加速過程視為勻加速直線運動，則此過程中轎車的加速度為2m/s2

【解答】解：A、汽車的功率P=Fv,當(dāng)功率一定時，速度越小，牽引力越大，若該車要

以最大動力上坡可知速度最小，該車從一擋到五擋速度逐漸增大，可知變速桿應(yīng)推至一

擋，故A錯誤；

B、該車在水平路面上以額定功率和最高速度運行時，牽引力尸=；=點端=

140x10IV?.._Mt.n

-7Qm/s=20n0n0njV>故B錯陜；

C、當(dāng)汽車以最大速度行駛時，牽引力和阻力大小相等，則可得阻力大?。篺=F=2000N

若該車在水平路面上以額定功率行駛，則當(dāng)速度v=72km/h=20m/s時，牽引力大?。篎'=

P140/cW

=7000N

v20m/s

由牛頓第二定律有：F'-f=ma,可得加速度大小：。=號血〃2,故C正確;

D、把0?108km/h的加速過程視為勻加速直線運動，勻加速直線運動結(jié)束時汽車功率達(dá)

?2

到額定功率，則汽車的牽引力〃=/=蓋暇=14黑/=竽*103N

%lUo/C?71/HDU771/SD

則此過程中轎車的加速度優(yōu)=工上

m

代入數(shù)據(jù)可得：a'=^m/s2,故D錯誤。

故選：Co

二、多選題（共4題，每題5分，共24分）

（多選）6.（5分）用牙簽和圓形硬紙板制作一個紙板陀螺，在紙板邊緣滴上墨水，將陀螺

放在白紙上，旋轉(zhuǎn)陀螺使墨水飛出，觀察墨水在白紙上留下的徑跡，可以得知（）

A.曲線運動的速度方向是不變的，物體瞬時速度的方向沿各點切線方向

B.曲線運動的速度方向是不斷改變的，物體瞬時速度的方向沿各點切線方向

C.曲線運動的速度方向是不變的，物體速度的方向是沿順時針或逆時針的

D.曲線運動的速度方向是不斷改變的，曲線運動是變速運動

【解答】解：物體做曲線運動時，加速度與速度方向不在同一直線上，因此速度方向是

不斷改變的，物體的瞬時速度，可以看作是一個比較小的時間段內(nèi)的平均速度，那么平

均速度的方向就是該時間段首尾兩個點所指方向，當(dāng)時間段2個點趨于無窮小時，就跟

切線重合，所以物體瞬時速度的方向沿各點切線方向，由于曲線上各點的切線方向不同，

曲線運動的速度方向是不斷改變的，所以曲線運動是變速運動，故AC錯誤，BD正確。

故選：BDo

（多選）7.（5分）雙人皮劃艇決賽中，假設(shè)在一段平直的河道中水流速度為vo,皮劃艇在

靜水中的速度為v,河道寬為d,運動員劃動皮劃艇過河，則下列說法正確的是（）

A.調(diào)整皮劃艇船頭方向，一定能夠到達(dá)河的正對面

B.皮劃艇船頭對著正對岸時，過河時間最短

C.若水流速度增大，則皮劃艇過河最短時間不變

若皮劃艇能到達(dá)河正對面，則皮劃艇過河時間為J—

D.

【解答】解：A、當(dāng)v<vo時，由矢量三角形定則可知皮劃艇一定不能到河道的正對面,

故A錯誤;

B、皮劃艇船頭對著河道正對面時，劃艇垂直河岸的分速度v最大，河寬d一定，由t=S

可知皮劃艇過河的時間最短，故B正確；

C、當(dāng)皮劃艇船頭方向不變時，根據(jù)運動的獨立性，若水流速度增大，皮劃艇過河的速度

不變，所以皮劃艇過河時間不變，故C正確；

D、若皮劃艇正好到達(dá)河道的正對面，則合速度為

V合=yjv2-Vl

過河時間為

t=-^=

Jv2-vo

故D正確。

故選：BCDo

（多選）8.（5分）2023年3月30日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，

成功將宏圖一號01組衛(wèi)星發(fā)射升空，并進(jìn)入預(yù)定的極地軌道做勻速圓周運動。它是由“一

顆主星+三顆輔星”構(gòu)成的衛(wèi)星組，猶如在太空中飛行的車輪。已知宏圖一號衛(wèi)星組的運

行軌道距離地面的高度為h（約為530km）,地球半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,地球極地表

面的重力加速度為g,衛(wèi)星組經(jīng)過赤道上空的時候，攜帶的攝像機都可以對赤道進(jìn)行一次

拍攝。則下列正確的有（）

A.地球的第一宇宙速度為阿

B.宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的周期為T

C.宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的速度等于7.9km/s

D.要使攝像機在1天的時間內(nèi)將整個赤道拍攝下來，則每次拍攝赤道的長度至少為

【解答】解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMmv2

——=m-

R2R

根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有

GMm

N=mg

解得地球的第一宇宙速度為v=壽

故A正確；

r3

B、根據(jù)開普勒第三定律寸=1＜可知宏圖一號衛(wèi)星小于地球同步衛(wèi)星的周期T,故B錯誤;

C、7.9km/s是第一宇宙速度，宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的速度小于7.9km/s,故C錯誤;

D、設(shè)宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的周期為T，，根據(jù)萬有引力提供向心力有

GMm4兀2

T

一天時間，衛(wèi)星經(jīng)過赤道的次數(shù)為n=2-

T，

根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有

GMm

N=mg

所以要使攝像機在1天的時間內(nèi)將整個赤道拍攝下來，則每次拍攝赤道的長度至少為s=

2TCR

n

聯(lián)立解得s=罕g+R)3

-g-

故D正確;

故選：AD?

（多選）9.（5分）如圖甲所示，在公元1267-1273年聞名于世的“襄陽炮”其實是一種

大型拋石機。將石塊放在長臂一端的石袋中，在短臂端掛上重物M。發(fā)射前將長臂端往

下拉至地面，然后突然松開，石袋中的石塊過最高點時就被拋出?，F(xiàn)將其簡化為圖乙所

示。將一質(zhì)量m=50kg的可視為質(zhì)點的石塊裝在長L=10m的長臂末端的石袋中，初始

時長臂與水平面的夾角a=30°,松開后，長臂轉(zhuǎn)至豎直位置時，石塊被水平拋出，落

在水平地面上。測得石塊落地點與0點的水平距離s=30m,忽略長臂、短臂和石袋的質(zhì)

量，不計空氣阻力和所有摩擦，g=10m/s2,下列說法正確的是（）

甲4乙

A.石塊水平拋出時的初速度為lOVIm/s

B.重物M重力勢能的減少量等于石塊m機械能的增加量

C.石塊從A到最高點的過程中，石袋對石塊做功15000J

D.石塊圓周運動至最高點時，石袋對石塊的作用力大小為500N

【解答】解：A、石塊平拋運動的高度h=L+Lsin3O°=10m+10X0.5m=15m

豎直方向：h-^gt2

水平方向：s=vot

代入數(shù)據(jù)解得：vo=lOV3m/s,故A正確；

B、長臂轉(zhuǎn)動過程中，重物的動能也在增加，因此重物重力勢能的減少量不等于石塊機械

能的增加量，故B錯誤；

C、石塊從A到最高點的過程中，石袋對石塊做功等于石塊機械能的增量，則有勿=

11

詔+mgh=*x50x（10V3）2/+50x10x15/=15000/

故C正確；

2

D、石塊圓周運動至最高點時，由牛頓第二定律得：F+mg=哈

代入數(shù)據(jù)解得：F=1000N,故D錯誤。

故選：AC-

三、填空題（每空2分，共8分）

10.（4分）如圖所示，小立同學(xué)使用扳手更換家里的水龍頭，當(dāng)用扳手?jǐn)Q水龍頭旋轉(zhuǎn)時，

扳手上A、B兩點的角速度分別3A和3B,線速度大小分別為VA和VB,則3A=3B,

VA>VB（填”或

【解答】解：整個扳手都是在繞同一個轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所以A、B兩點的角速度相等，由圖

可知RA>RB,根據(jù)V=（nR可知，VA>VBo

故答案為：=、>

11.（4分）''雙星系統(tǒng)”由相距較近的星球組成，每個星球的半徑均遠(yuǎn)小于兩者之間的距離，

而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體，它們在彼此的萬有引力作用下，繞某一點。做勻速圓

周運動。如圖所示，若兩顆星的質(zhì)量分別為mA和mB,它們之間的距離為L,萬有引力

常量為G,則A星圓周運動的向心力為G?%；A、B兩顆星的線速度大小關(guān)系

為VA大于VB（填“大于”、“等于”或“小于”）。

At■B.

【解答】解：A星圓周運動時，兩顆星間的萬有引力提供A星運行的向心力，故向心力

為

mm

E-_F_AB

卜向一卜萬一Gr*

雙星系統(tǒng)，A、B兩顆星做勻速圓周運動的角速度相等，設(shè)A星和B星的軌道半徑分別

為rA、rA,根據(jù)題意可知

rA>rB

所以

VA=3rA>VB=3rB

故答案為：G色嚶；大于。

四、實驗題(共2題，共13分)

12.(6分)如圖一所示為利用頻閃照相機研究物體的平拋運動規(guī)律，圖乙中坐標(biāo)紙每個正

方形小格的邊長為5cm，小球的質(zhì)量為20g,取g=10m/s2。

(1)頻閃照相機的周期為0.1so

(2)小球的初速度為1.5m/s(保留2位有效數(shù)字)。

(3)小球從A點運動到C點，動能增加了多少0.080J(保留2位有效數(shù)字)。

【解答】解：(1)(2)根據(jù)Ay=L=gT2得，T=痣=s=o」s,小球的初

速度v=竿=3x5：；°2mzs=1.5m/s

(3)根據(jù)動能定理可知小球從A點運動到C點，mgh=AEk

將h=8L=8X5X10-2m=0.4m代入解得AEk=0.080J

故答案為：(1)0.1；(2)1.5；(3)0.080

13.（10分）某同學(xué)做“驗證機械能守恒定律”頭驗。

（1）如圖中A、B、C、D、E是部分實驗器材，該同學(xué)需選用的器材有AB；（用

字母表示）

（2）小明選擇一條較為滿意的紙帶如圖所示。以O(shè)為計時起點，選取紙帶上連續(xù)點A、

B、C-,測出。到A、B、C…的距離分別為hi、h2、h3-o選擇A、C兩點計算出打下

B點時速度vBo通過比較重力勢能減少量AEp=mgh2和動能增加量4&=*6就是否相

等來驗證機械能守恒。你認(rèn)為小明分析論證的方法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）

的，理由是重錘在O點動能不為0。

OABC

訕|而|111而叩111|而|川1|11叩向川1|川1|11叩而叩川|所川1|11叩川|1川|川疝11|1111

01cm234567891c）1112

【解答】解：（1）驗證機械能守恒，即驗證重物重力勢能的減少量和動能的增加量是否

相等，所以需要重錘；需要電火花打點計時器在紙帶上打出點跡，點跡間的時間間隔可

以通過打點計時器直接得出，不需要秒表；要驗證的表達(dá)式中的重物的質(zhì)量約掉了，不

需要祛碼和小車，故CDE錯誤，AB正確。

故選：AB?

（2）小明過通比較重力勢能減少量AEp=mgh2和動能增加量若是否相等，來

驗證機械能守恒分析論證的方法是錯誤的，由于O點不是打點計時器打下的第一點，因

此重錘在。點動能不為0。

故答案為：（1）AB；（2）錯誤；重錘在。點動能不為0。

五、計算題

14.（9分）宇航員在半徑為R的某星球表面將一小鋼球以vo的初速度豎直向上拋出，測得

小鋼球上升的最大高度為h。不計空氣阻力，忽略該星球的自轉(zhuǎn)，R遠(yuǎn)大于h,該星球為

密度均勻的球體，引力常量為G。求：

(1)該星球表面的重力加速度g的大??；

(2)該星球的質(zhì)量M；

(3)該星球的密度p。

【解答】解：(1)小鋼球做豎直上拋運動，則有：詔=2gh

得該星球表面的重力加速度為：g=^!

(2)忽略該星球的自轉(zhuǎn)，對于在該星球表面質(zhì)量為m的物體，根據(jù)重力等于萬有引力，

有：

Mm

G”=mg

聯(lián)立解得星球的質(zhì)量為：M=翳

3

(3)星球的體積為：V=電券

故該星球的密度為：p=y

聯(lián)立解得：

答：(1)該星球表面的重力加速度為言；

2h

(2)該星球的質(zhì)量M為°；

2Gh

3^2

(3)該星球的密度P為T—。

15.(12分)游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，游客卻不會掉下來，我們把

這種